Plantele respiră dioxid de carbon. Cum respiră plantele oxigen?

După cum știți, plantele, ca orice alte organisme vii, respiră continuu. În acest scop, au nevoie pur și simplu de oxigen. Atât plantele unicelulare, cât și cele multicelulare au nevoie de oxigen. El participă la procesele funcțiilor vitale ale țesuturilor, celulelor și organelor plantei.

Majoritatea plantelor absorb oxigenul din aer prin stomatele și lintea lor. Plantele acvatice îl obțin de la mediu acvatic tot corpul. Anumite tipuri de plante care cresc în locuri mlăștinoase au rădăcini respiratorii speciale care primesc oxigen din aer.

Respirația este foarte proces dificil, care apare în celulele organismelor vii, în procesul cărora, în timpul descompunerii substanțelor organice, se eliberează energia necesară proceselor funcțiilor vitale ale organismului. Carbohidrații sunt principala substanță organică implicată în procesul respirației. Rata respirației la plante este determinată de cantitatea de carbohidrați acumulată de muguri la lumină.

Pur și simplu, respirația este un proces continuu care implică oxigen, descompunerea nutrienților organici în substanțe anorganice (apă și dioxid de carbon), care este însoțit de eliberarea de energie folosită de plante pentru funcțiile vieții.

Respirația este procesul opus fotosintezei. Procesul de respirație este strâns legat de absorbția constantă a oxigenului, atât ziua, cât și noaptea. Procesul de respirație este deosebit de intens în organele și țesuturile tinere ale plantei. Frecvența respiratorie este predeterminată de nevoia de creștere și dezvoltare a plantelor. Majoritatea oxigenului cade în zonele de diviziune și dezvoltare celulară. Formarea, precum și deteriorarea, în special tăierea organelor, este însoțită de respirație rapidă a plantelor. După sfârșitul creșterii, cu îngălbenirea frunzelor și, mai ales în perioada de iarna, frecvența respiratorie este redusă semnificativ, dar în niciun caz nu se oprește. Respirația este o condiție indispensabilă pentru viața și dezvoltarea plantelor.

Pentru a trăi, o plantă are nevoie să obțină, prin îngrășăminte și respirație, substanțele de care are nevoie, precum și energie. Substantele absorbite in procesul de transformari in tesuturi si celule devin substante din care plantele isi construiesc corpul. Toate transformările substanțelor care au loc în corpul plantelor sunt întotdeauna însoțite de un consum de energie. O plantă verde, absorbind energia luminoasă, o transformă în energie chimică și o acumulează în compuși organici complecși. În procesul respirator, în timpul descompunerii substanțelor organice, această energie este eliberată și utilizată de plantă pentru transformarea substanțelor și proceselor vitale care au loc în celule.

Respirația și fotosinteza se desfășoară prin numeroase acțiuni chimice succesive în care o substanță este transformată în alta. De exemplu, în timpul fotosintezei, glucoza se formează din apă și dioxid de carbon, care după un timp este transformată în amidon, fibre, grăsimi și vitamine. Acestea sunt substanțele de care planta are nevoie pentru a se hrăni și a stoca energie.

Întregul proces de respirație are loc în celulele plantei. Include două etape, în timpul cărora substanțele organice complexe se descompun în unele simple, anorganice - apă și dioxid de carbon. În prima etapă, cu ajutorul proteinelor care accelerează procesul, moleculele de glucoză sunt scindate. Ca rezultat, din glucoză se formează compuși organici simpli și o mică parte din energie este eliberată. Această etapă procesul respirator este produs în citoplasmă. În a doua etapă, substanțele organice simple care s-au format în prima etapă, reacționând cu oxigenul, sunt oxidate, adică formează apă și dioxid de carbon. Acest lucru generează multă energie. A doua etapă a procesului respirator are loc numai cu interacțiunea oxigenului în mitocondrii.

Rezultă că în procesul respirator, substanțele organice mai complexe se descompun în compuși anorganici mai simpli - apă și dioxid de carbon. În acest caz, instalația este asigurată cu energie. Sincron, are loc un transfer al diferitelor componente chimice de la un compus la altul. Astfel de transformări ale substanțelor într-un organism vegetal se numesc metabolism. Metabolismul este unul dintre semnele importante ale activității vitale. Este o combinație de diverse transformări chimice care au loc în corpul plantei care asigură creșterea și dezvoltarea plantei, reproducerea acesteia, precum și contactul continuu cu mediu inconjurator.

Metabolismul unește toate organele corpului într-un singur întreg. În același timp, datorită acestui metabolism, organismul se conectează cu mediul. Din ea planta se absoarbe substante necesare prin rădăcini și frunze, după care produce produsele activității sale vitale în mediu. Procesul respirator, ca și alimentația, este condiția principală pentru metabolism și, în consecință, pentru viața plantelor.

Chiar și reacțiile biochimice care au loc în organism în timpul respirației sunt aceleași la plante și animale. Dar ce este respirația și de ce avem nevoie de oxigen? Este necesar pentru a oxida substanțele organice pe care le obținem din alimente. Când alimentele sunt oxidate, energia conținută în moleculele organice este eliberată. Adică respirația este necesară pentru obținerea energiei. Desigur, plantele nu au gură sau plămâni și nu respiră la fel ca oamenii. Dar principiul este același - plantele respiră, extragând oxigen pentru a obține energie.

În antichitate, în atmosfera Pământului nu exista oxigen, dar era mult mai mult dioxid de carbon. Plantele și-au dezvoltat capacitatea de a absorbi dioxidul de carbon și, extragând energia din soare, formează substanțele necesare din acesta. Și au eliberat oxigen în atmosferă, care a dat viață întregii „lumi care respiră”. Ei bine, cum funcționează totul din experiență?

Oamenii de știință au condus experienta interesanta. Au crescut varză și sfeclă la început în aer. Apoi au pus jumătate din plante într-o cameră în care era doar 2,5% oxigen. Cealaltă jumătate a lotului, plantele de control, au fost expuse la aer la 21% oxigen. Atât acele plante, cât și alte plante au fost iluminate non-stop. Ai putea crede că plantele fără oxigen vor muri, dar acest lucru nu este adevărat. După șase zile, au cântărit de două ori mai mult decât controalele!

Dar cum este? Respiră plantele fără oxigen?.. Doar că plantele pot folosi energia foarte eficient lumina soarelui. Și când lumina se transformă în întuneric, plantele trec de la o sursă de energie la alta. În lumină sintetizează substanțe organice folosind energia luminii, iar în întuneric respiră, extrag energie prin substanțe oxidante formate în lumină. Această respirație se numește întuneric. Un astfel de comutator permite plantei să economisească rezerve interne, deoarece lumina soarelui îi este disponibilă - o sursă externă de energie.

Cu toate acestea, plantele respiră în lumină. Dar asta doar le dăunează. Când iau oxigen, eliberează dioxid de carbon, principalul lor aliment. Prin urmare, încep să crească mai încet. Adevărat, există încă plante fără respirație ușoară. Acesta este porumb și trestie de zahar. Se știe cât de repede și de puternic cresc.

Până acum, există doar ipoteze despre cauza apariției respirației ușoare. Oamenii de știință sugerează că respirația ușoară a provenit din simbioza organismelor fotosintetice primitive cu cele non-fotosintetice, care respira. Simbioza este o influență reciprocă care este benefică pentru ambele părți. Micile fotosintetice care trăiesc în apă au absorbit dioxidul de carbon din mediu și au eliberat oxigen. Dacă în mediu nu ar exista organisme care respira, care, dimpotrivă, absorb oxigenul și eliberează dioxid de carbon, atunci în curând condițiile de viață ar deveni insuportabile pentru fotosintetice. Prin urmare, au supraviețuit doar cele care, la rândul lor, au fost oarecum utile pentru non-fotosintetice. O modalitate de a fi utilă ar putea fi izolarea unor substanțe pe care le-ar putea mânca non-fotosintetice. O astfel de substanță ar putea fi acidul glicolic, una dintre substanțele formate în timpul fotosintezei. De asemenea, este izolat de unele alge moderne. Astfel, fotosinteticele au „hrănit” non-fotosinteticele cu acid glicolic astfel încât au absorbit oxigenul din mediu, oxidând acidul glicolic. Acidul glicolic este substanța care, prin mai multe transformări biochimice, se oxidează la plante cu formarea de dioxid de carbon în timpul respirației ușoare. Aceasta înseamnă că, cu cât este mai mult oxigen în mediu, cu atât se formează mai mult acid glicolic, cu atât mai intensă respirația luminoasă poate avea loc și cu atât mai mult dioxid de carbon absorbit în timpul fotosintezei va fi eliberat înapoi în mediu.

Probabil, capacitatea de a regla respirația ușoară în funcție de concentrația de dioxid de carbon a fost dezvoltată la plante în același mod. Organismele care respiră nu numai că au absorbit oxigenul din mediu, care este nedorit pentru fotosinteză, dar l-au și îmbogățit. dioxid de carbon necesare pentru ei.

Toate plantele de pe minunata noastră planetă degajă oxigen: copacii de pe strada ta, algele din iazul parcului tău, cactus mic pe fereastra ta... Pe uscat, acest proces este imperceptibil: nu vedem cum degajă plantele oxigen, la fel cum nu îl vedem când îl inspirăm. Dar sub apă, puteți vedea cum apar bule minuscule deasupra algelor. Datorită plantelor, oxigenul reprezintă mai mult de 1/5 din atmosfera Pământului - raportul perfect pentru respirația noastră. În secolul al XVII-lea, oamenii de știință au început să înțeleagă că plantele eliberează oxigen. La început, s-au întrebat de unde provine oxigenul din aer, pentru că, conform presupunerilor lor, atmosfera trebuie să-l fi pierdut. La urma urmei, focul arde zi și noapte în multe locuri de pe planetă, în timp ce arde oxigenul. Miliarde de animale inspiră oxigen, îl folosesc și apoi expiră dioxid de carbon. De ce nu crește procentul de dioxid de carbon din aer? Și de ce nu a dispărut încă oxigenul?

Unii oameni de știință au observat că o lumânare într-un spațiu închis se estompează în timp, după ce a consumat tot oxigenul. Cu toate acestea, se aprinde din nou dacă țineți un lucru viu în acest spațiu pentru ceva timp. planta verde. A devenit evident că plantele emit oxigen. Dar cum și de ce?

Iată cum decurge totul. Plantele verzi folosesc energia soarelui pentru a-și produce hrană - zahăr. Pentru a produce zaharuri și amidon, aceștia iau apă din sol și dioxid de carbon din aer. Cu alte cuvinte, oxigenul este eliberat atunci când plantele sunt hrănite, ceea ce înseamnă că este la fel de mult un produs secundar într-o fabrică de hrană pentru plante. aroma placutaîn brutărie în timp ce făcea pâine.

Culoarea verde a frunzelor plantelor este cea mai importantă componentă a acestui proces extraordinar, deoarece este culoarea pigmentului de clorofilă. Îți amintești apa pe care plantele o absorb din sol? Fiecare moleculă de apă este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Clorofila din frunzele plantelor folosește energia luminii solare pentru a descompune moleculele de apă, separând hidrogenul de oxigen.

Unii dintre atomi se „lipesc” din nou, transformându-se înapoi în apă. Aceasta eliberează mult mai multă energie decât are nevoie planta; planta folosește energie pentru a produce o substanță numită ATP (adenozin trifosfat). ATP preia carbonul din dioxidul de carbon și hidrogenul din apa împărțită, transformând totul în zaharuri - hrană pentru plante! Oxigenul din apa despicată rămâne doar în aer. Astfel, atmosfera Pământului este îmbogățită constant cu oxigen, deoarece plantele iubesc dulciurile. Tot acest proces se numește fotosinteză- tradus din greacă, înseamnă „a conecta în lumină”.

Noaptea, când nu există lumină, plantele se comportă ca oamenii - consumă oxigen din aer, eliberând dioxid de carbon. La lumina zilei, plantele „respiră” și o cantitate de oxigen, dar în mare parte sunt supuse unui proces de fotosinteză, în timpul căruia este eliberat mult mai mult oxigen decât consumă.

Fotosinteza, care îmbogățește atmosfera cu oxigen, și respirația animalelor, care o saturează cu dioxid de carbon, se echilibrează reciproc. Dar din secolul al XIX-lea, nivelurile de dioxid de carbon au început să crească rapid. Deoarece dioxidul de carbon absoarbe caldura solara, ridică din ce în ce mai multe preocupări Efect de sera”, în urma căreia temperaturile medii de pe Pământ sunt în creștere. Dar chiar și o ușoară creștere a acestora poate provoca secete, crește suprafața deșerților, ceea ce va atrage după sine o scădere a cantității de hrană de pe Pământ.

Respirația este unul dintre cele mai importante procese metabolice fiziologice din plante, în urma căruia oxigenul este absorbit și oxidat. materie organică cu eliberarea de dioxid de carbon. Toate organele, celulele și țesuturile vii ale unei plante respiră. La respirație, se eliberează energie, datorită căreia au loc multe procese fiziologice. O parte din energia neutilizată de plantă este eliberată sub formă de căldură. LA conditii normale Principalul material respirator sunt carbohidrații (zaharurile).

O idee despre produsele metabolice inițiale și finale din timpul respirației este dată de ecuația de bază a respirației: C6 H12 O6 + 6*O2 = 6*CO2 + 6*H2O + + 674 kcal (zahăr + oxigen = dioxid de carbon + apă ). După cum se poate observa din această ecuație, apa se formează în timpul respirației. Studiile au arătat că, în condiții extreme de deshidratare, planta poate folosi această apă și se poate împiedica să moară.

Accesul oxigenului la toate organele plantei este una dintre principalele condiții pentru respirație. Cu deficiența ei, planta poate respira ceva timp datorită oxigenului extras din apă și a zaharurilor plantei în sine. Cu toate acestea, o astfel de respirație anaerobă este posibilă doar pentru o perioadă scurtă de timp.

La lipsa prelungita oxigen, planta moare. În cazul lucrărilor slabe ale solului sau pe soluri pline de apă, rădăcinile plantelor nu au aer și, prin urmare, oxigen. Înfometarea de oxigen a sistemului radicular încetinește absorbția apei din sol și mișcarea acesteia în plantă. Prin urmare, atunci când apa stagnează secțiuni separate câmp majoritatea plantelor mor. Multe mlaștină sălbatică și plante acvatice avea dispozitive speciale pentru a asigura rădăcinile cu oxigen. Acesta este un sistem de cavități intercelulare umplute cu aer sau un țesut special care poartă aer (aerenchim) în cortex, de exemplu, într-o stuf. Niște mlaștini plante tropicale există rădăcini aeriene speciale.

Intensitatea procesului de respirație este apreciată de cantitatea de dioxid de carbon eliberată sau de oxigen absorbită. Respirația este mai intensă la o plantă tânără în creștere, cu vârsta, intensitatea acesteia scade. Frunzele respiră mai intens decât tulpinile și rădăcinile. În timpul înfloririi, respirația crește în flori și scade în alte organe ale plantei. Crește brusc în timpul coacerii fructelor.

Plantele tolerante la umbră respiră mai slab decât cele iubitoare de lumină. Plantele alpine se caracterizează prin creșterea ratei de respirație. Respirația ciupercilor și bacteriilor mucegaiului este foarte activă.

Intensitatea respirației este puternic influențată de temperatura aerului: crește odată cu creșterea temperaturii de la 5 la 40 °, apoi scade brusc. Respirația scade odată cu scăderea temperaturii, dar la plantele care iernează poate fi detectată chiar și la -20°C. Când temperatura scade la 3-5°C, respirația încetinește, ceea ce face posibilă salvarea a mii de tone de materie organică cheltuită pentru respirație în timpul depozitării culturii. Deteriorări mecanice plantele îmbunătățesc respirația.

Respirația scade pe măsură ce cantitatea de dioxid de carbon din aer crește. Acesta este utilizat la depozitarea fructelor și a strugurilor, precum și la așezarea silozului, fânului, pomparea dioxidului de carbon în instalațiile de depozitare. Fiind mai greu decât aerul, dioxidul de carbon îl deplasează din masa de siloz și fân, suprimă respirația, nu permite ca masa conservată să se încălzească și o păstrează bine.

Poate apărea datorită sistemelor complet diferite potrivite pentru condițiile de viață date. Acestea pot fi stomatele și lenticelele - organe speciale care pot primi și asimila oxigenul direct din aerul înconjurător și servesc pentru schimbul de gaze între toate organele și mediul înconjurător. Plantele și rădăcinile respiră, absorbind viața gazul necesarîn condiţii de zone umede. În plantele cu frunze mari, precum și în specii tropicaleîn procesul de absorbție a gazului, întreaga suprafață vie este implicată deodată, cu toate părțile și acele plante care cresc în apă.

Procesul de respirație

Se știe că în procesul de respirație în sine se formează două substanțe principale: dioxid de carbon, eliberat în atmosferă și apa obișnuită, acumulată de planta însăși. Toată energia care însoțește o astfel de reacție de descompunere a componentelor organice în altele mai simple merge la stabilirea și menținerea unui nivel normal de activitate vitală a plantelor, creșterea ulterioară și dezvoltarea activă a ramurilor, rădăcinilor și fructelor sale.

Nu confunda respirația cu procesul complex de fotosinteză. Aceste fenomene sunt complet opuse. Dacă primul are loc cu absorbția directă a oxigenului de către toate elementele disponibile ale plantei și eliberarea activă de energie și dioxid de carbon, atunci a doua, dimpotrivă, folosește energia soarelui, gazului și apei pentru a crea în special substanțe complexe, cum ar fi, de exemplu, zahărul și oxigenul gazos.

Caracteristicile procesului respirator

În sol, plantele respiră prin rădăcini și nu se eliberează gaz, ci dioxid de carbon. Este curios că plante bulboase conduce un proces mai activ de absorbție a oxigenului decât plantele cu rădăcini, dar asta nu înseamnă deloc că, de exemplu, plantele decorative bulboase de interior vor absorbi tot oxigenul din cameră. Ei nu doar respiră, ci și „expiră”.

Însăși intensitatea respirației plantelor vii, desigur, nu este comparabilă cu respirația și depinde direct de vârstă și nevoile actuale. Deci, mai ales lăstarii tineri, rapizi, pentru creșterea tuturor celulelor și formarea în continuare a florilor, oxigenul, desigur, are nevoie de mai mult decât plante decolorate și îngălbenite, pregătindu-se să intre într-un fel de hibernare, încetinind toate procesele biologice. Este important de menționat că respirația florilor este mult mai intensă decât respirația frunzelor aceleiași plante, care, la rândul lor, sunt mai active în acest proces în comparație cu tulpinile și fructele obișnuite.

S-a dovedit experimental că respirația depinde direct de nivelul temperaturilor predominante și crește odată cu creșterea termometrului. De asemenea, lumina crește nivelul de carbohidrați, acei compuși care devin participanți activi în sistemul de absorbție a oxigenului. plante superioare sunt înzestrați cu capacitatea deosebită a unui proces anaerob, anoxic, care are loc folosind întregul potențial intern al unei ființe vii, folosind reacții de dezintegrare. compusi organici.

Videoclipuri similare

O persoană fie nu observă unele lucruri în natură, fie le consideră atât de obișnuite încât nici măcar nu se gândește la cum poate fi aranjat acest lucru. De exemplu, rareori își amintește cineva de la un curs școlar cum respiră plantele. Și dacă își amintesc, atunci doar termenii și prevederile de bază. În același timp, puțini oameni se gândesc la cum arată cu adevărat toate acestea în practică.

Plantele primesc oxigenul de care au nevoie în principal prin frunze. În fiecare dintre ele, în ciuda unei învelișuri de protecție destul de puternice, există găuri mici pentru schimbul de gaze, numite stomate.

Celulele frunzelor conțin cloroplaste, datorită cărora se pot deschide și închide. Celulele respiratorii se găsesc în partea de jos a frunzei.

Convingerea comună că se doarme bine într-o cameră plină de plante nu este adevărată. La urma urmei, noaptea plantele consumă în mod activ oxigen și eliberează dioxid de carbon.

Sistemul respirator nu este la fel de complex ca cel uman, dar nu este mai puțin important. Plantele pot respira și prin crăpăturile din scoarță și tulpini. Oxigenul, când intră, își începe mișcarea prin spațiile intercelulare, apoi se dizolvă în apa care hrănește pereții celulari. Deci intră în celulele înseși.

Există excepții, cum ar fi nuferi și alți nuferi. Au cavități de aer în partea subacvatică a tulpinii, care stau la baza sistemului respirator al unor astfel de plante.

Care este rolul principal al respirației plantelor

În primul rând, și acesta este punctul principal, - respirația promovează creșterea plantelor și servește ca sursă de formare a unor noi organe în spațiile verzi. Dacă respirația este perturbată, acest lucru poate duce cu ușurință la moartea plantei.

Dacă vă place să cultivați flori, ștergeți-le în mod regulat. cârpă umedă de praf și, de asemenea, pulverizați cu apă. Acest lucru îi va ajuta să respire corect și să crească mai mult.

În timpul respirației, plantele folosesc carbohidrații care se formează în timpul fotosintezei. Procesul de fotosinteză are loc în timpul zilei, deoarece. numai sub influența razelor solare poate fi eliberat necesare plantelor substante. Noaptea, toate astea nutrienți distribuite în toate țesuturile.

Respirația este procesul opus, când un organism viu începe să cheltuiască mai degrabă decât să se acumuleze.

Videoclipuri similare